JP2024003734A - 太陽光発電モジュール構造 - Google Patents

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Abstract

【課題】本願は、太陽光発電モジュール構造を提供する。【解決手段】太陽光発電モジュール構造は、半導体基板とパッシベーション層とを含む電池セルであって、半導体基板に電極が設けられ、電極がメイングリッドライン、フィンガーグリッドラインおよびパッドを含み、各電池セルに９～２０個のメイングリッドラインがあり、各電池セルに４０～１００個のフィンガーグリッドラインがあり、各メイングリッドラインが３～１０個のパッドに接続される複数の電池セルと、複数の電池セルを接続するためのタブ線であって、メイングリッドラインに貼り合わせて設けられ、パッドに溶接接続された少なくとも１つのボス部が突起して設けられ、ボス部の電池セルから離れた一端から電池セルまでの距離が２００～３００μｍであり、ボス部のタブ線の延在方向に沿う外面の勾配が０°～１０°である複数のタブ線と、を含む。【選択図】図１

Description

本発明は、太陽光発電技術分野に関し、特に、太陽光発電モジュール構造に関する。
科学技術の急速な発展と人々の生活レベルの継続的な向上に伴い、人々は、環境問題を徐々に重視し始め、環境汚染の少ないまたは無汚染の新エネルギ技術例えば太陽光発電技術は、近年急速に発展し、様々な分野に広く適用され始める。
従来技術における太陽光発電モジュールは、破損しやすく、製造歩留まりが低く、太陽光発電モジュールの使用年数および生産コストに深刻な影響を与える。
これに鑑みて、本願は、従来技術において太陽光発電モジュール構造が破損しやすく、製造歩留まりが低いという課題を解決するために、太陽光発電モジュール構造を提供する。
本願は、太陽光発電モジュール構造を提供する。当該太陽光発電モジュール構造は、複数の電池セルと、複数のタブ線とを含み、前記電池セルは、半導体基板とパッシベーション層とを含み、前記半導体基板には、電極が設けられ、前記電極は、メイングリッドライン、フィンガーグリッドラインおよびパッドを含み、各前記電池セルには、９～２０個の前記メイングリッドラインがあり、各前記電池セルには、４０～１００個の前記フィンガーグリッドラインがあり、各前記メイングリッドラインは、３～１０個の前記パッドに接続され、前記タブ線は、複数の前記電池セルを接続し、前記メイングリッドラインに貼り合わせて設けられ、前記タブ線には、前記パッドに溶接接続された少なくとも１つのボス部が突起して設けられ、前記ボス部の前記電池セルから離れた一端から前記電池セルまでの距離は、２００～３００ミクロンであり、前記ボス部の前記タブ線の延在方向に沿う外面の勾配は、０°～１０°である。
可能な設計において、前記ボス部の前記タブ線の延在方向に沿う外面には、第１斜面部が設けられ、前記第１斜面部の中間領域の勾配は、前記第１斜面部の頂端領域および底端領域の勾配よりも大きい。
可能な設計において、前記ボス部の前記タブ線の延在方向に垂直な外面の勾配は、１０°～７０°であり、前記ボス部の前記タブ線の延在方向に垂直な外面には、第２斜面部が設けられ、前記第２斜面部の中間領域の勾配は、前記第２斜面部の頂端領域および底端領域の勾配よりも大きい。
可能な設計において、前記半導体基板は、正面と背面とに分けられ、前記電極は、正面電極と背面電極とを含み、前記半導体基板の正面には、前記正面電極が設けられ、前記半導体基板の背面には、前記背面電極が設けられ、前記複数のタブ線のそれぞれは、前記電池セルの正面電極と隣接する前記電池セルの背面電極とを接続し、背面電極に接続された前記タブ線の前記電池セルに垂直な方向での厚さは、同じである。
可能な設計において、前記ボス部の前記電池セルへの投影は、前記タブ線の中心線の前記電池セルへの投影の少なくとも一側に位置する。
可能な設計において、前記ボス部が前記電池セルに垂直な方向に沿って前記パッドに投影した面積は、０．２平方ミリメートルよりも大きい。
可能な設計において、前記ボス部が垂直方向に沿って前記パッドに投影した面積は、前記パッドの面積の３０％～８０％を占める。
可能な設計において、前記ボス部の中心線の前記電池セルへの投影と前記パッドの中心線との間の距離をＡとし、前記パッドが前記メイングリッドラインに垂直な方向に沿って延在する長さをＢとしたときに、Ａ≦０．４Ｂを満たす。
可能な設計において、前記タブ線には、複数のボス部が設けられ、複数の前記タブ線のそれぞれには、少なくとも１つの突起部がさらに設けられ、前記突起部は、前記ボス部の間に位置し、前記突起部の前記電池セルへの投影面積は、前記ボス部の前記電池セルへの投影面積よりも小さい。
可能な設計において、前記パッドは、端部パッドと中部パッドとを含み、前記中部パッドの面積は、前記端部パッドの面積よりも小さく、前記端部パッドは、前記メイングリッドラインの両端に設けられ、前記中部パッドは、前記端部パッドの間に設けられている。
可能な設計において、前記パッドの前記メイングリッドラインの幅方向におけるサイズが前記メイングリッドラインの幅よりも大きく、且つ前記パッドの前記メイングリッドラインの延在方向におけるサイズが前記フィンガーグリッドラインの幅よりも大きい。
可能な設計において、前記タブ線の前記メイングリッドラインの幅方向におけるサイズが前記パッドのサイズよりも小さく、且つ前記タブ線の直径サイズが０．１～０．５ミリメートルである。
可能な設計において、前記パッドの数が前記フィンガーグリッドラインの数よりも小さい。
可能な設計において、前記太陽光発電モジュール構造は、バスバーをさらに含み、前記バスバーの断面形状は、長方形であり、電池ストリングは、前記電池セルが複数の前記タブ線を介して接続されてなり、電池層は、複数の前記電池ストリングが直列接続および／または並列接続されかつ前記バスバーを介して接続されてなる。
可能な設計において、前記太陽光発電モジュール構造は、正面パッケージ構造、接着フィルムおよび背面パッケージ構造をさらに含み、前記接着フィルムは、正面接着フィルムおよび背面接着フィルムを含み、前記接着フィルムは、前記タブ線および前記電池セルに接着して設けられ、前記接着フィルムには、前記ボス部に適応する変形溝構造がある。
本願による太陽光発電モジュール構造は、少なくとも以下の利点を有する。
本願は、タブ線上のボス部の突起高さおよびタブ線の延在方向に沿う外面の勾配を限定することで、積層時にボス部の電池セルに対する応力を回避し、さらに電池セルの破片を防止し、太陽光発電モジュール構造の製造歩留まりを向上させ、太陽光発電モジュール構造の使用年数を保証する。
本願の実施例の他の特徴および利点は、以下の明細書に説明され、かつ、一部は明細書から明らかになり、または本願の実施例を実施することにより理解される。本願の実施例の目的および他の利点は明細書および図面に特に指摘された構造で実現されかつ取得される。
本発明の実施例の技術的解決手段をより明確に説明するために、以下に実施例に使用する必要がある図面を簡単に紹介し、明らかに、以下に説明する図面は本発明のいくつかの実施例に過ぎず、当業者にとって、進歩性に値する労働を必要とすることなく、さらにこれらの図面に基づいて他の図面を取得することができる。
本願の実施例による電池セルの構造概略図である。 本願の実施例によるタブ線の構造概略図である。 本願の実施例による太陽光発電モジュール構造のタブ線の延在方向に沿う断面概略図である。 本願の実施例による太陽光発電モジュール構造のタブ線の延在方向に垂直な断面概略図である。 本願の実施例によるタブ線の断面図である。 本願の実施例によるタブ線と電池セルの接続概略図（一）である。 本願の実施例によるタブ線と電池セルの接続概略図（二）である。 本願の実施例によるタブ線と電池セルの接続概略図（三）である 本願の実施例によるタブ線上のボス部の構造概略図（一）である。 本願の実施例によるタブ線上のボス部の構造概略図（二）である。 ここの図面は明細書に組み込まれ、かつ本明細書の一部を構成し、本願に合致する実施例を示し、明細書と共に本願の原理を説明するために用いられる。
本願の技術的解決手段をよりよく理解するために、以下に図面を参照しながら本願の実施例を詳細に説明する。
明らかなように、説明される実施例は本願の一部の実施例だけであり、全ての実施例ではない。本願における実施例に基づいて、当業者が進歩性に値する労働を必要とすることなく得られる全ての他の実施例は、いずれも本願の保護範囲に属する。
本願の実施例において使用される用語は、特定の実施例を説明する目的だけであり、本願を制限することを意図するものではない。本願の実施例および添付の特許請求の範囲に使用される単数の形式の「一種」、「前記」および「当該」も、コンテキストが他の意味を明確に示す限り、複数の形式を含むことを意図する。
理解すべきこととしては、本明細書に使用される用語「および／または」は関連対象を説明する関連関係だけであり、三種類の関係が存在してもよいことを示し、例えば、Ａおよび／またはＢは、Ａが単独で存在すること、ＡおよびＢが同時に存在すること、Ｂが単独で存在するという三種類の状況を示すことができる。また、本明細書における文字「／」は、一般的に前後関連対象が「または」の関係であることを示す。
注意すべきこととしては、本願の実施例に記載された「上」、「下」、「左」、「右」等の方位言葉は、図面に示された角度で説明され、本願の実施例を限定するものと理解すべきではない。なお、コンテキストにおいて、さらに理解すべきこととしては、１つの素子が他の素子の「上」または「下」に接続されることを言及する場合、それは他の素子の「上」または「下」に直接接続され得るだけでなく、中間素子により他の素子の「上」または「下」に間接的に接続されてもよい。
以下、本願の実施例による太陽光発電モジュール構造の構造に基づいて、その具体的な実施例を説明する。
本願は、太陽光発電モジュール構造を提供し、複数の電池セル１と複数のタブ線２とを含む。電池セル１は、一枚の電池セルまたは半枚の電池セルであってもよく、後続の実施例において、電池セル１は、半枚の電池セルを指し、電池セル１は、半導体基板１１とパッシベーション層とを含み、半導体基板１１に電極１１１が設けられ、電極１１１はメイングリッドライン１１２、フィンガーグリッドライン１１３およびパッド１１４を含み、各電池セル１に９～２０個のメイングリッドライン１１２があり、各電池セル１に４０～１００個のフィンガーグリッドライン１１３があり、各メイングリッドライン１１２が３～１０個のパッド１１４に接続される。タブ線２は、複数の電池セル１を接続するためのものであり、メイングリッドライン１１２に貼り合わせて設けられ、パッド１１４に溶接接続された少なくとも１つのボス部２１が突起して設けられ、ボス部２１の電池セル１から離れた一端から電池セル１までの距離は、２００～３００ミクロンであり、ボス部２１のタブ線２の延在方向に沿う外面の勾配が０°～１０°である。
図１～図４を参照すると、図１において電池セル１が一枚の電池であり、電池セル１は、互いに貼り合わせて設けられた半導体基板１１とパッシベーション層とを含み、二者がｐ－ｎ接合構造を形成し、太陽光は半導体ｐ－ｎ接合に照射され、新たな正孔－電子対を形成し、ｐ－ｎ接合内部に電界を確立する作用で、正孔はｎ領域からｐ領域に流れ、電子はｐ領域からｎ領域に流れ、回路をオンにすると、電流が形成される。
それぞれの部位で発生する電流を集中させるために、半導体基板１１に電極１１１が設けられ、電極１１１は、メイングリッドライン１１２、フィンガーグリッドライン１１３およびパッド１１４を含み、メイングリッドライン１１２およびフィンガーグリッドライン１１３は、互いに垂直または交差するように設けられてもよく、メイングリッドライン１１２はフィンガーグリッドライン１１３に電気的に接続される。各電池セル１に９～２０個のメイングリッドライン１１２が設けられ、具体的には、各電池セル１に９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０個のメイングリッドライン１１２が設けられてもよく、各メイングリッドライン１１２は互いに平行に設けられてもよい。各電池セル１に４０～１００個のフィンガーグリッドライン１１３があり、具体的には、各電池セル１に４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００個のフィンガーグリッドライン１１３が設けられてもよく、各フィンガーグリッドライン１１３は互いに平行に設けられてもよい。
各メイングリッドライン１１２は３～１０個のパッドに接続され、具体的には、各メイングリッドライン１１２は３、４、５、６、７、８、９、１０個のパッドに接続されてもよく、パッド１１４の形状は円形、楕円形、半円形、台形、角形または上記形状の組み合わせであってもよく、パッド１１４はメイングリッドライン１１２に均一に分布してもよく、ここの均一分布とは、複数のパッド１１４が等間隔でメイングリッドライン１１２に分布していることを指す。
上記のように設定することにより、各フィンガーグリッドライン１１３はそれに対応する電池セル１の領域における電流を収集することができ、各フィンガーグリッドライン１１３は各メイングリッドライン１１２に電気的に接続され、各メイングリッドライン１１２にパッド１１４が設けられ、これにより、タブ線２がパッド１１４に電気的に接続されると、電池セル１で発生した電気エネルギをタブ線２によって収集することができる。
タブ線２はメイングリッドライン１１２に貼り合わせて設けられ、図５を参照すると、タブ線２は溶接コア２３とスズ層２４とからなり、溶接コアは電流を伝送することができ、スズ層は電池上のパッド１１４に電気的および物理的に接続されるためのものであり、タブ線２にはパッド１１４に溶接接続された少なくとも１つのボス部２１が突起して設けられ、タブ線２と電池セル１とを溶接すると、外部のスズ層が溶融し、タブ線２がずれない場合に溶融スズは左右両側に摺動し、断面形状が楕円形に類似する構造を形成しかつパッド１１４に接続され、当該構造はボス部２１であり、電池セル１の表面の張力および類似する材料間の溶接性の影響により、溶融スズはパッド１１４のみに接続され、パッド１１４以外の電池表面に接着されない。ボス部２１が電池セル１から離れた一端から電池セル１までの距離は２００～３００ミクロンであり、すなわち、ボス部２１の高さは２００～３００ミクロンであり、具体的には、ボス部２１が電池セル１から離れた一端から電池セル１までの距離は、２００ミクロン、２１０ミクロン、２２０ミクロン、２３０ミクロン、２４０ミクロン、２５０ミクロン、２６０ミクロン、２７０ミクロン、２８０ミクロン、２９０ミクロン、３００ミクロンであってもよい。ボス部２１の高さが３００ミクロンよりも高い場合、積層時に電池セル１に不均一な圧力を招き易く、これにより破片を招く。本実施例では、ボス部２１のタブ線２の延在方向に沿う外面の勾配は０°～１０°であり、勾配がこの範囲外であると、積層後に電池断片または接着フィルムが不均一である確率がより大きくなり、接着フィルムが不均一であると、ＥＬが黒くなりさらに発電効率が低下する。ここで、タブ線２の延在方向はタブ線２の長さ方向と呼んでもよく、ボス部２１はタブ線２の延在方向に斜面が形成され、当該斜面はタブ線２の他の部位に過渡的に接続され、具体的には、当該斜面の勾配は０°、１°、２°、３°、４°、５°、６°、７°、８°、９°、１０°であってもよい。理解できることとしては、斜面の勾配が大きいほど、斜面が急峻となり、積層時に電池セル１に不均一な圧力を招き易く、これにより破片を招く。
本実施例では、タブ線２上のボス部２１の突起高さおよびタブ線２の延在方向に沿う外面の勾配を限定することで、積層時にボス部２１の電池セル１への応力を回避し、さらに電池セル１の破片を防止する。
そのうちの１つの実施例では、ボス部２１のタブ線２の延在方向に沿う外面に第１斜面部２１１が設けられ、第１斜面部２１１の中間領域の勾配は、第１斜面部２１１の頂端領域および底端領域の勾配よりも大きい。
図３を参照すると、ボス部２１のタブ線２の延在方向に沿う外面に第１斜面部２１１が設けられ、理解できることとしては、タブ線２が延在する方向において、ボス部２１は対称に設けられた２つの第１斜面部２１１を有し、２つの第１斜面部２１１の頂端が互いに貼り合わされ、２つの第１斜面部２１１の底端が互いに分離される。第１斜面部２１１の中間領域の勾配は、第１斜面部２１１の頂端領域および底端領域の勾配よりも大きく、注意すべきこととしては、第１斜面部２１１の頂端領域とは、第１斜面部の頂点から第１斜面部の延在方向に沿って第１斜面部の全体の２０％を占める領域であり、第１斜面部２１１の底端領域とは、第１斜面部の底部から第１斜面部の延在方向に沿って第１斜面部の全体の２０％を占める領域であり、第１斜面部２１１の頂端領域および第１斜面部２１１の底端領域を除き、残り部分は第１斜面部２１１の中間領域である。例えば、第１斜面部２１１の中間領域の勾配は、５°～１０°であってもよく、具体的には、５°、６°、７°、８°、９°、１０°であってもよいが、第１斜面部２１１の頂端領域および底端領域の勾配は０°～３°であり、具体的には、０°、１°、２°、３°であってもよい。このように、ボス部２１の頂端および底端はいずれも緩やかであり、これにより、電池セル１が積層時に受ける応力を減少させ、電池セル１の破片の確率を低下させる。
そのうちの１つの実施例では、ボス部２１のタブ線２の延在方向に垂直な外面の勾配が１０°～７０°であり、ボス部２１のタブ線２の延在方向に垂直な外面に第２斜面部２１２が設けられ、第２斜面部２１２の中間領域の勾配は、第２斜面部２１２の頂端領域および底端領域の勾配よりも大きい。注意すべきこととしては、第２斜面部２１２の頂端領域とは、第２斜面部の頂点から第２斜面部の延在方向に沿って第２斜面部の全体の２０％の領域を指し、第２斜面部２１２の底端領域とは、第２斜面部の底部から第２斜面部の延在方向に沿って第２斜面部の全体の２０％の領域を指す。第２斜面部２１２の頂端領域および第２斜面部２１２の底端領域を除き、残り部分は、第２斜面部２１２の中間領域である。いくつかの実施例では、第２斜面部２１２の中間領域の勾配は４０°～７０°であり、具体的には、４０°、５０°、６０°、７０°であってもよく、第２斜面部２１２の頂端領域および底端領域の勾配は１０°～３０°であり、具体的には、１０°、２０°、３０°であってもよい。
図４を参照すると、第２斜面部２１２の勾配は１０°～７０°であり、具体的には、第２斜面部２１２の勾配は１０°、２０°、３０°、４０°、５０°、６０°、７０°であってもよい。理解できることとしては、タブ線２が延在する方向に垂直な方向において、ボス部２１は対称に設けられた２つの第２斜面部２１２を有し、２つの第２斜面部２１２の頂端が互いに貼り合わせ、２つの第２斜面部２１２の底端が互いに分離され、第２斜面部２１２の底端がパッド１１４に物理的に接触する。タブ線２が延在する方向に垂直な方向において、ボス部２１の側辺部分がパッド１１４に接触することがあり、パッド１１４の面積が大きすぎると電池セル１の発電効率に影響するため、パッド１１４の面積は通常小さく、パッド１１４の面積に制限されて、第２斜面部２１２は急峻である。第２斜面部２１２の勾配が７０°よりも大きい場合、第２斜面部２１２が急峻すぎるため、ここで積層時に応力が増大することを招き、さらに電池セル１の破片を招く。
そのうちの１つの実施例では、半導体基板１１は正面と背面とに分けられ、電極１１１は正面電極１１１と背面電極１１１とを含み、半導体基板１１の正面に正面電極１１１が設けられ、半導体基板１１の背面に背面電極１１１が設けられ、複数のタブ線２のそれぞれは電池セル１の正面電極１１１と隣接する電池セル１の背面電極１１１とを接続し、背面電極１１１に接続されたタブ線２の電池セル１に垂直な方向における厚さは、同じである。
図１を参照すると、半導体基板１１は平板構造であってもよく、その両面は正面と背面とに分けられる。電極１１１は半導体基板１１の正面に設けられた正面電極１１１と、半導体基板１１の背面に設けられた背面電極１１１とを含む。太陽光発電モジュールにおける複数の電池セル１が順に設けられ、かつその半導体基板１１の正面はいずれも同一方向に向かって設けられ、複数のタブ線２のそれぞれは何れも、隣接する２つの電池セル１に接続され、これにより、電池セル１を組み合わせて電池ストリングを形成する。言い換えれば、タブ線２の一端は、１つの電池セル１の正面電極１１１に接続され、タブ線２の他端は、隣接する電池セル１の背面電極１１１に接続される。
図６、図７および図８を参照すると、そのうちの１つの実施例では、ボス部２１の電池セル１への投影は、タブ線２の中心線の電池セル１への投影の少なくとも一側に位置する。
タブ線２とメイングリッドライン１１２は実際の溶接過程において完全に重ならない可能性があるため、ボス部２１の一部が対応するパッド１１４からずれる可能性があり、この場合、ボス部２１とパッド１１４との接続性を保証するためである。ボス部２１がパッド１１４に近づく方向にずれて、安定した接続を実現する。ボス部２１の電池セル１に垂直な方向に沿って電池セル１への投影は閉鎖パターンであり、タブ線２の中心線の電池セル１への投影はストリップラインであり、上記閉鎖パターンはストリップラインの任意の一側に位置する。タブ線２とメイングリッドライン１１２は実際の溶接過程において完全に重なる可能性があり、この時にボス部２１の電池セル１に垂直な方向に沿って電池セル１への投影は閉鎖パターンであり、タブ線２の中心線の電池セル１への投影はストリップラインであり、閉鎖パターンはストリップラインの中心線と重なる。
そのうちの１つの実施例では、ボス部２１が電池セル１に垂直な方向に沿ってパッド１１４に投影した面積は、０．２平方ミリメートルよりも大きい。好ましくは、ボス部２１が電池セル１に垂直な方向に沿ってパッド１１４に投影した面積は、０．２平方ミリメートルよりも大きく、０．４平方ミリメートルよりも小さい。
ボス部２１が電池セル１に垂直な方向に沿ってパッド１１４に投影した面積は、ボス部２１とパッド１１４との有効な接続部位の面積であり、理解できることとしては、当該部位の面積が大きいほど、ボス部２１とパッド１１４との接続が強固になり、ボス部２１とパッド１１４の接続性を保証するために、当該部位の面積が０．２平方ミリメートルよりも大きい場合、接続強度の要求を満たすことができる。論理算出および実験から分かるように、ボス部２１が電池セル１に垂直な方向に沿ってパッド１１４に投影した面積が０．２平方ミリメートルである場合、ボス部２１と電池セルとを分離するために必要な引張力は、０．３３Ｎである。ボス部２１が電池セル１に垂直な方向に沿ってパッド１１４に投影した面積が０．２４平方ミリメートルである場合、ボス部２１と電池セルとを分離するために必要な引張力は、０．５３Ｎである。ボス部２１が電池セル１に垂直な方向に沿ってパッド１１４に投影した面積が０．４平方ミリメートルである場合、ボス部２１と電池セルとを分離するために必要な引張力は、１．１４Ｎである。
そのうちの１つの実施例では、ボス部２１が垂直方向に沿ってパッド１１４に投影した面積は、パッド１１４の面積の３０％～８０％を占め、具体的には、ボス部２１が垂直方向に沿ってパッド１１４に投影した面積は、パッド１１４の面積の３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％を占めてもよく、好ましくは、ボス部２１が垂直方向に沿ってパッド１１４に投影した面積は、パッド１１４の面積の４０％～６０％を占める。
ボス部２１が電池セル１に垂直な方向に沿ってパッド１１４に投影した面積は、ボス部２１とパッド１１４との有効な接続部位の面積である。ボス部２１が垂直方向に沿ってパッド１１４に投影した面積がパッド１１４の面積の３０％よりも小さい場合、パッド１１４部分の面積がボス部２１に対して大きすぎ、太陽光発電効率に影響を与える。ボス部２１が垂直方向に沿ってパッド１１４に投影した面積がパッド１１４の面積の８０％よりも大きい場合、パッド１１４部分の面積がボス部２１に対して小さすぎ、ボス部２１がパッド１１４の外側の電池セル１の部分に接触し易く、太陽光発電効率に影響を与えるだけでなく、電池セル１の割れを招き易い。
そのうちの１つの実施例では、ボス部２１の中心線の電池セル１への投影と、パッド１１４の中心線との間の距離をＡとし、パッド１１４がメイングリッドライン１１２に垂直な方向に沿って延在する長さをＢとしたときに、Ａ≦０．４Ｂであり、好ましくは、０＜Ａ＜０．２である。
ボス部２１が電池セル１に垂直な方向に沿って電池セル１への投影の中心線と、パッド１１４の中心線との間の距離は、ボス部２１とパッド１１４との間の重なり度を表してもよく、パッド１１４がメイングリッドライン１１２に垂直な方向に沿って延在する長さは、パッド１１４の幅と呼ばれてもよく、ボス部２１の中心線の電池セル１への投影とパッド１１４の中心線との間の距離が大きすぎ、パッド１１４がメイングリッドライン１１２に垂直な方向に沿って延在する長さが小さすぎる場合、ボス部２１はパッド１１４に対してメイングリッドライン１１２が延在する方向に垂直な方向において大きすぎくずれて、ボス部２１とパッド１１４との接続性に影響を与える。これに基づき、本実施例はＡ≦０．４Ｂを限定することにより、ボス部２１とパッド１１４との接続の強固を確保し、さらに太陽光発電モジュールの構造強度および耐久性を保証する。
そのうちの１つの実施例では、タブ線２に複数のボス部２１が設けられ、複数のタブ線２のそれぞれは、少なくとも１つの突起部２２がさらに設けられ、突起部２２がボス部２１の間に位置し、突起部２２の電池セル１への投影面積は、ボス部２１の電池セル１への投影面積よりも小さい。
図２、図９および図１０を参照すると、タブ線２上の非パッド１１４の領域に、同様に小さな突起が存在する。ボス部２１と突起部２２が生成する原因は、以下のとおりである。タブ線２を溶接する時に、直列溶接機は非パッド１１４の領域で押圧ピンでタブ線２を押圧し、タブ線２がずれないようにし、直列溶接機の構造は底部が加熱プラットフォームであり、背面のタブ線と電池を接続させ、上面に加熱ランプがあり、同時に押圧ピンで上面のタブ線の非パッド位置を押圧し、ランプを起動して加熱して半田を溶融し、これにより、背面のタブ線の頂面を平面にし、突起がない。圧力を受けるため、タブ線２上のスズ層は押圧ピンの間の領域にラランダムに凝集して大きな突起および小さな突起を形成し、通常、大きな突起はパッド領域に生成され、すなわち、ボス部２１であり、小さな突起は突起部２２である。突起部２２が電池セル１を過度に遮蔽することを回避するために、突起部２２の電池セル１への投影面積がボス部２１の電池セル１への投影面積よりも小さい必要があり、これにより、太陽光発電モジュールの発電効率を保証することができる。
そのうちの１つの実施例では、パッド１１４は、端部パッド１１４と中部パッド１１４とを含み、中部パッド１１４の面積は、端部パッド１１４の面積よりも小さく、端部パッド１１４は、メイングリッドライン１１２の両端に設けられ、中部パッド１１４は、端部パッド１１４の間に設けられている。
メイングリッドライン１１２上のパッド１１４とタブ線２のボス部２１とは１対１に対応して溶接接続されており、メイングリッドライン１１２の両端とタブ線２との接続箇所の応力が集中し、かつ破断しやすい位置に属するためである。したがって、本実施例は、パッド１１４を端部パッド１１４と中部パッド１１４とに分け、かつ中部パッド１１４の面積を端部パッド１１４の面積よりも小さくし、さらに中部パッド１１４を端部パッド１１４の間に設ける。メイングリッドライン１１２の端部でのパッド１１４の面積が大きいため、ボス部２１と端部パッド１１４との接触面積を増大させ、これにより二者の間の接続強度を向上させる。
そのうちの１つの実施例では、太陽光発電モジュール構造のパッド１１４のメイングリッドライン１１２の幅方向におけるサイズは、メイングリッドライン１１２の幅よりも大きく、パッド１１４のメイングリッドライン１１２の延在方向におけるサイズは、フィンガーグリッドライン１１３の幅よりも大きい。パッド１１４のメイングリッドライン１１２の幅方向におけるサイズは、メイングリッドライン１１２の幅よりも大きく、これにより、パッド１１４は、メイングリッドライン１１２よりも大きい溶接接続範囲を提供することができ、さらにボス部２１とパッド１１４との接続性を保証することができる。
そのうちの１つの実施例では、太陽光発電モジュール構造のタブ線２のメイングリッドライン１１２の幅方向におけるサイズは、パッド１１４のサイズよりも小さく、且つタブ線２の直径サイズは、０．１～０．５ミリメートルである。タブ線２のメイングリッドライン１１２の幅方向におけるサイズは、パッド１１４のサイズよりも小さく、これにより、タブ線２が広すぎて電池セル１の発電部位を遮蔽することを回避する。
そのうちの１つの実施例では、太陽光発電モジュール構造のパッド１１４の数は、フィンガーグリッドラインの数よりも小さい。パッド１１４のメイングリッドライン１１２の延在方向におけるサイズは、フィンガーグリッドライン１１３の幅よりも大きく、これにより、パッド１１４の面積と範囲をさらに大きくし、さらにボス部２１とパッド１１４との接続性を保証する。
タブ線２の直径サイズが０．１～０．５ミリメートルであり、これにより、タブ線２の構造強度を保証し、同様にタブ線２が太り過ぎることを防止でき、さらにタブ線２が電池セル１を遮蔽することを回避する。
パッド１１４の数がフィンガーグリッドラインの数よりも小さいことは、パッド１１４の数が合理的な区間にあることを保証することができ、パッド１１４が多すぎて太陽光発電モジュールの発電効率に影響することを回避する。
上記実施例において、パッドは突起部と協力して接続することができ、接続効果を保証する前提で太陽光発電効率を向上させる。
そのうちの１つの実施例では、太陽光発電モジュール構造はバスバーをさらに含み、バスバーの断面形状は長方形であり、電池ストリングは電池セル１が複数のタブ線２により接続されてなり、電池層は複数の電池ストリングが直列接続および／または並列接続されかつバスバーにより接続されてなる。
バスバーは良好な導電性を有する任意の金属バーであってもよく、バスバーの断面形状は長方形であり、バスバーは扁平帯状構造であってもよい。複数の電池セル１は複数のタブ線２により直列に接続されて電池ストリングを形成し、複数の電池ストリングはバスバーにより直列接続および／または並列接続されて電池層を形成する。
そのうちの１つの実施例では、太陽光発電モジュール構造は正面パッケージ構造、接着フィルムおよび背面パッケージ構造をさらに含み、接着フィルムは正面接着フィルムおよび背面接着フィルムを含み、接着フィルムはタブ線２および電池セル１に接着して設けられ、接着フィルムには、ボス部２１に適応する変形溝構造を有する。
正面パッケージ構造および背面パッケージ構造はガラスであってもよく、正面接着フィルムおよび背面接着フィルムはよく見られるＥＶＡ接着フィルムであってもよく、接着フィルムはタブ線２および電池セル１に接着して設けられ、接着フィルムには、ボス部２１に適応する変形溝構造を有し、これにより、積層工程時にボス部２１が変形溝内に収容でき、電池セル１が圧力によって破損することを回避する。
本願において勾配は勾配比とも呼ばれ、地表ユニットの急峻度を示す専用名詞であり、斜面の垂直高さと水平方向の距離との比を指す。この数値は三角函数の正接函数の百分率または千分比数値で説明することができ、すなわち、「上昇高さを水平面での移動距離で割る」。その測定方法は、測定された斜面で仮想平面をフィッティングし、さらに仮想平面の垂直高さと水平方向での距離比を測定することにより得られる。
上記いずれかの実施例では、電池セルは通常の単結晶電池、ＰＥＲＣ（Ｐａｓｓｉｖａｔｅｄ Ｅｍｉｔｔｅｒａｎｄ Ｒｅａｒ Ｃｅｌｌ、パッシベーションエミッタおよび背面電池）単結晶電池またはＨＪＴ（Ｈｅｔｅｒｏｊｕｎｃｔｉｏｎ ｗｉｔｈＩｎｔｒｉｎｓｉｃ Ｔｈｉｎ～ｌａｙｅｒ、固有薄膜ヘテロ接合電池）電池のうちのいずれであってもよく、通常の電池と比較して、ＰＥＲＣ電池は良好な効率優位性を示し、通常の電池産業化効率より１～１．５％の効率絶対値を高めることができる。ＨＪＴ電池はエネルギ消費が少なく、プロセスフローが簡単で、温度係数が小さいなどの多くの利点を有し、良好な高効率シリコンベース太陽電池の解決手段である。通常の単結晶、ＰＥＲＣ単結晶またはＨＪＴはいずれも良好な光エネルギを電気エネルギの特性に変換する特性を有し、電池セルの光エネルギ変換効率をよく向上させることができ、さらに電池セルの光エネルギの利用率を向上させる。すなわち、通常の単結晶、ＰＥＲＣ単結晶またはＨＪＴ電池はいずれも光エネルギを電気エネルギに変換する優れた特性を有し、電池セルの光エネルギ変換効率をよく向上させ、光エネルギの利用率を向上させることができる。
電池セルの例を以下に示す。
ＴＯＰＣｏｎ（トンネル酸化層パッシベーション接触、Ｔｕｎｎｅｌ Ｏｘｉｄｅ Ｐａｓｓｉｖａｔｅｄ Ｃｏｎｔａｃｔ）電池は、「トンネル効果」により後面のパッシベーションを実現し、従来のＴＯＰＣｏｎ電池の後面構造は内から外へ順に半導体基板、トンネル酸化層、ドープ導電層、後面パッシベーション層である。Ｎ型ＴＯＰＣｏｎ（接触パッシベーション電池）はホウ素が拡散してＢＳＧホウケイ酸ガラスを形成し、ホウケイ酸ガラスの洗浄除去難度はリンケイ酸ガラスよりも難しい。一般的には、酸化性を有する混合酸溶液を用いて除去する。表面をきれいに洗浄して乾燥させた後、後面を研磨する。現在、半導体基板の後面の研磨後の状態は、ナノスケールの厚さの極薄トンネル酸化層に一定の影響を与え、トンネル酸化層と半導体基板との間の接触抵抗率の増加を引き起こしやすく、太陽電池の充填因子の変動を引き起こしやすく、電池の光電変換効率に影響を与える。
太陽電池は、
半導体基板を含み、半導体基板の後面は第１テクスチャ構造を有し、第１テクスチャ構造は少なくとも部分的に積層された２つまたは複数の第１サブ構造を有し、ここで、前記少なくとも部分的に積層された２つまたは複数の第１サブ構造に対して、前記後面から離れかつ前記後面に垂直な方向において、最外側の第１サブ構造の頂部表面とそれに隣接する第１サブ構造の頂部表面の距離が２μｍ以下であり、前記最外側の第１サブ構造の頂部表面の一次元サイズが４５μｍ以下であり、半導体基板の前面は第２テクスチャ構造を有し、第２テクスチャ構造はピラミッド微細構造を含んでもよい。
太陽電池は、
半導体基板の前面に位置する第１パッシベーション層と、
半導体基板の後面に位置する第１テクスチャ構造上のトンネル酸化層と、
トンネル酸化層の表面に位置し、前記半導体基板と同じ導電タイプのドープ元素を有するドープ導電層と、
ドープ導電層の表面に位置する第２パッシベーション層と、をさらに含む。
半導体基板の前面は、受光面、すなわち、太陽光線の照射を受ける表面（受光面）を指すことができ、半導体基板の後面とは、前記前面に対向する表面を指す。いくつかの実施例では、形成された前記太陽電池は片面電池であり、前記前面は、受光面を指してもよく、後面は、非受光面を指してもよい。いくつかの実施例では、形成された前記太陽電池は両面電池であり、前記前面および後面はいずれも受光面であってもよい。
本願の選択可能な技術的解決手段として、半導体基板はＮ型結晶シリコン基板（またはシリコンウェハ）であり、高温拡散、スラリードープまたはイオン注入のうちのいずれか１つまたは複数のプロセスを採用することができ、半導体基板の前面にＰ型ドープ層を形成することにより、前記半導体基板にＰＮ接合を形成する。いくつかの実施例では、前記半導体基板は単結晶シリコン基板、多結晶シリコン基板、微結晶シリコン基板または炭化シリコン基板のうちの１つであってもよい。
以上の記載は本発明の好ましい実施例に過ぎず、本発明を制限するためのものではなく、本発明の精神および原則内で行われたいかなる修正、均等物による置換、改善等は、いずれも本発明の保護範囲内に含まれるべきである。
１ 電池セル
１１ 半導体基板
１１１ 電極
１１２ メイングリッドライン
１１３ フィンガーグリッドライン
１１４ パッド
２ タブ線
２１ ボス部
２１１ 第１斜面部
２１２ 第２斜面部
２２ 突起部
２３ 溶接コア
２４ スズ層
本願は、太陽光発電モジュール構造を提供する。当該太陽光発電モジュール構造は、複数の電池セルと、複数のタブ線とを含み、前記電池セルは、半導体基板とパッシベーション層とを含み、前記半導体基板には、電極が設けられ、前記電極は、メイングリッドライン、フィンガーグリッドラインおよびパッドを含み、各前記電池セルには、９～２０個の前記メイングリッドラインがあり、各前記電池セルには、４０～１００個の前記フィンガーグリッドラインがあり、各前記メイングリッドラインは、３～１０個の前記パッドに接続され、前記タブ線は、複数の前記電池セルを接続し、前記メイングリッドラインに貼り合わせて設けられ、前記タブ線には、前記パッドに溶接接続された少なくとも１つのボス部が突起して設けられ、前記ボス部の前記電池セルから離れた一端から前記電池セルまでの距離は、２００～３００μｍであり、前記ボス部の前記タブ線の延在方向に沿う外面の勾配は、０°～１０°である。
本願は、太陽光発電モジュール構造を提供し、複数の電池セル１と複数のタブ線２とを含む。電池セル１は、一枚の電池セルまたは半枚の電池セルであってもよく、後続の実施例において、電池セル１は、半枚の電池セルを指し、電池セル１は、半導体基板１１とパッシベーション層とを含み、半導体基板１１に電極１１１が設けられ、電極１１１はメイングリッドライン１１２、フィンガーグリッドライン１１３およびパッド１１４を含み、各電池セル１に９～２０個のメイングリッドライン１１２があり、各電池セル１に４０～１００個のフィンガーグリッドライン１１３があり、各メイングリッドライン１１２が３～１０個のパッド１１４に接続される。タブ線２は、複数の電池セル１を接続するためのものであり、メイングリッドライン１１２に貼り合わせて設けられ、パッド１１４に溶接接続された少なくとも１つのボス部２１が突起して設けられ、ボス部２１の電池セル１から離れた一端から電池セル１までの距離は、２００～３００μｍであり、ボス部２１のタブ線２の延在方向に沿う外面の勾配が０°～１０°である。
タブ線２はメイングリッドライン１１２に貼り合わせて設けられ、図５を参照すると、タブ線２は溶接コア２３とスズ層２４とからなり、溶接コアは電流を伝送することができ、スズ層は電池上のパッド１１４に電気的および物理的に接続されるためのものであり、タブ線２にはパッド１１４に溶接接続された少なくとも１つのボス部２１が突起して設けられ、タブ線２と電池セル１とを溶接すると、外部のスズ層が溶融し、タブ線２がずれない場合に溶融スズは左右両側に摺動し、断面形状が楕円形に類似する構造を形成しかつパッド１１４に接続され、当該構造はボス部２１であり、電池セル１の表面の張力および類似する材料間の溶接性の影響により、溶融スズはパッド１１４のみに接続され、パッド１１４以外の電池表面に接着されない。ボス部２１が電池セル１から離れた一端から電池セル１までの距離は２００～３００μｍであり、すなわち、ボス部２１の高さは２００～３００μｍであり、具体的には、ボス部２１が電池セル１から離れた一端から電池セル１までの距離は、２００μｍ、２１０μｍ、２２０μｍ、２３０μｍ、２４０μｍ、２５０μｍ、２６０μｍ、２７０μｍ、２８０μｍ、２９０μｍ、３００μｍであってもよい。ボス部２１の高さが３００μｍよりも高い場合、積層時に電池セル１に不均一な圧力を招き易く、これにより破片を招く。本実施例では、ボス部２１のタブ線２の延在方向に沿う外面の勾配は０°～１０°であり、勾配がこの範囲外であると、積層後に電池断片または接着フィルムが不均一である確率がより大きくなり、接着フィルムが不均一であると、ＥＬが黒くなりさらに発電効率が低下する。ここで、タブ線２の延在方向はタブ線２の長さ方向と呼んでもよく、ボス部２１はタブ線２の延在方向に斜面が形成され、当該斜面はタブ線２の他の部位に過渡的に接続され、具体的には、当該斜面の勾配は０°、１°、２°、３°、４°、５°、６°、７°、８°、９°、１０°であってもよい。理解できることとしては、斜面の勾配が大きいほど、斜面が急峻となり、積層時に電池セル１に不均一な圧力を招き易く、これにより破片を招く。

Claims (13)

  1. 太陽光発電モジュール構造であって、
    複数の電池セルと、複数のタブ線とを含み、
    前記電池セルは、半導体基板とパッシベーション層とを含み、前記半導体基板には、電極が設けられ、前記電極は、メイングリッドライン、フィンガーグリッドラインおよびパッドを含み、各前記電池セルには、９～２０個の前記メイングリッドラインがあり、各前記電池セルには、４０～１００個の前記フィンガーグリッドラインがあり、各前記メイングリッドラインは、３～１０個の前記パッドに接続され、
    前記タブ線は、複数の前記電池セルを接続し、前記メイングリッドラインに貼り合わせて設けられ、前記タブ線には、前記パッドに溶接接続された少なくとも１つのボス部が突起して設けられ、前記ボス部の前記電池セルから離れた一端から前記電池セルまでの距離は、２００～３００ミクロンであり、前記ボス部の前記タブ線の延在方向に沿う外面の勾配は、０°～１０°である、ことを特徴とする太陽光発電モジュール構造。
  2. 前記ボス部の前記タブ線の延在方向に沿う外面には、第１斜面部が設けられ、前記第１斜面部の中間領域の勾配は、前記第１斜面部の頂端領域および底端領域の勾配よりも大きい、ことを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電モジュール構造。
  3. 前記ボス部の前記タブ線の延在方向に垂直な外面の勾配は、１０°～７０°であり、前記ボス部の前記タブ線の延在方向に垂直な外面には、第２斜面部が設けられ、前記第２斜面部の中間領域の勾配は、前記第２斜面部の頂端領域および底端領域の勾配よりも大きい、ことを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電モジュール構造。
  4. 前記半導体基板は、正面と背面とに分けられ、前記電極は、正面電極と背面電極とを含み、前記半導体基板の正面には、前記正面電極が設けられ、前記半導体基板の背面には、前記背面電極が設けられ、前記複数のタブ線のそれぞれは、前記電池セルの正面電極と隣接する前記電池セルの背面電極とを接続し、背面電極に接続された前記タブ線の前記電池セルに垂直な方向での厚さは、同じである、ことを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電モジュール構造。
  5. 前記ボス部の前記電池セルへの投影は、前記タブ線の中心線の前記電池セルへの投影の少なくとも一側に位置する、ことを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電モジュール構造。
  6. 前記ボス部が前記電池セルに垂直な方向に沿って前記パッドに投影した面積は、０．２平方ミリメートルよりも大きい、ことを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電モジュール構造。
  7. 前記ボス部が垂直方向に沿って前記パッドに投影した面積は、前記パッドの面積の３０％～８０％を占める、ことを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電モジュール構造。
  8. 前記ボス部の中心線の前記電池セルへの投影と前記パッドの中心線との間の距離をＡとし、前記パッドが前記メイングリッドラインに垂直な方向に沿って延在する長さをＢとしたときに、Ａ≦０．４Ｂを満たす、ことを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電モジュール構造。
  9. 前記タブ線には、複数のボス部が設けられ、複数の前記タブ線のそれぞれには、少なくとも１つの突起部がさらに設けられ、前記突起部は、前記ボス部の間に位置し、前記突起部の前記電池セルへの投影面積は、前記ボス部の前記電池セルへの投影面積よりも小さい、ことを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電モジュール構造。
  10. 前記パッドは、端部パッドと中部パッドとを含み、前記中部パッドの面積は、前記端部パッドの面積よりも小さく、前記端部パッドは、前記メイングリッドラインの両端に設けられ、前記中部パッドは、前記端部パッドの間に設けられている、ことを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電モジュール構造。
  11. 前記太陽光発電モジュール構造は、
    （１）前記パッドの前記メイングリッドラインの幅方向におけるサイズが前記メイングリッドラインの幅よりも大きく、且つ前記パッドの前記メイングリッドラインの延在方向におけるサイズが前記フィンガーグリッドラインの幅よりも大きいことと、
    （２）前記タブ線の前記メイングリッドラインの幅方向におけるサイズが前記パッドのサイズよりも小さく、且つ前記タブ線の直径サイズが０．１～０．５ミリメートルであることと、
    （３）前記パッドの数が前記フィンガーグリッドラインの数よりも小さいことと、のうちの少なくとも１つを含む、ことを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電モジュール構造。
  12. 前記太陽光発電モジュール構造は、バスバーをさらに含み、前記バスバーの断面形状は、長方形であり、電池ストリングは、前記電池セルが複数の前記タブ線を介して接続されてなり、電池層は、複数の前記電池ストリングが直列接続および／または並列接続されかつ前記バスバーを介して接続されてなる、ことを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電モジュール構造。
  13. 前記太陽光発電モジュール構造は、正面パッケージ構造、接着フィルムおよび背面パッケージ構造をさらに含み、前記接着フィルムは、正面接着フィルムおよび背面接着フィルムを含み、前記接着フィルムは、前記タブ線および前記電池セルに接着して設けられ、前記接着フィルムには、前記ボス部に適応する変形溝構造がある、ことを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電モジュール構造。
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